Tentamen i Fysik för IMT 5A1225 031022

Alla hjälpmedel utom sådana som innebär kontakt med andra levande varelser är tillåtna. Uppgifterna är inte ordnade i svårighetsgrad. Tänk på att även en ansats på ett tal kan ge delpoäng. 2.5p erfordras för godkänt.

Temat denna gång är medicinska avbildningstekniker (apropos nobelpriset som givits för ”magnetkameror”

1

I en magnetkamera används två olika fält dels ett statiskt (=konstant i tiden) fält av storleksordning 1T som alstras i en lång rak spole, och dels en radiovåg. Det statiska fältets syfte är att linjera upp molekylerna så att deras magnetiska moment pekar åt samma håll. Fältet är av storleksordning 1T.

Dipolmomentet uppkommer genom att elektron cirkulerar i en bana med diameter av storleksordning 0,1nm. Den rör sig med 0.01c.

Vilket vridmoment får man som mest på molekylen (storleksordning räcker)?

2

Det andra fältet utgörs av en stående radiovåg i spolen, med frekvens hundratals megahertz.

Hur tätt ligger de frekvenser som kan förekomma om spolen och därmed de stående vågorna är 1.5m lång?

Differentiera gärna uttrycket för stående vågor.

3

När dipolerna utsätts för detta fält sänder de själva ut radiovågor i samma frekvensområde. Ur dessa vågors riktningar kan man sedan sätta ihop en bild.

Tyvärr kan man inte göra en lins för dem och helt enkelt avbilda genom den.

Varför inte?

(Det beror inte på att det saknas material att göra linser för radiovågor, paraffin fungerar utmärkt)

4

När man positionerar patientstackaren inuti spolen projicerar man ett koordinatsystem på henne/honom. Eftersom man inte kan ha elektrisk utrustning inuti spolen använder man ett så kallat optiskt relässystem, som kan bestå av:

1-      En lins med fokallängd 120mm

2-      Ett mellanrum på 295mm

3-      En lins med fokallängd 50mm

. Objektet (=en diabild av ett koordinatsystem placeras så att slutbilden hamnar 550mm efter sista lins. Vilken förstoring får man och var ska objektet placeras?

5

Föreslå en lång rak spole som ger 1T och som man kan stoppa in en patient i.

(Radie, längd, antal varv och ström ska vara någorlunda rimliga)